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暖通空调-第3章-全水系统第3章全水系统3.1 概述华北电力大学-荆有印3.1.1 全水系统1．定义全水系统--全部用水作为介质传递室内热负荷或(和)冷负荷的系统称为全水系统2．分类⑴按提供热量（或冷量）供热的全水系统、供冷的全水系统和既供冷又供热的全水系统供热时，水被称为“热媒”；供冷时，水被称为冷冻水或冷媒⑵按末端装置自然对流和强迫对流自然对流的系统：空气靠在密度差产生的重力压头驱动下流过末端装置与水进行热交换，并引导空气在室内循环如散热器热水采暖系统强迫对流的系统：空气靠风机的机械动力流过末端装置与水进行热交换，并导致空气在室内循环如风机盘管空调系统和暖风机热水采暖系统⑶按用途热水采暖系统和全水空调系统3．组成供热的全水系统：由热源、输送热媒的管道系统和供热设备(末端装置)组成供冷的全水系统由冷源、输送冷媒的管道系统和供冷设备(末端装置)组成既供冷又供热的全水系统中同时有冷源和热源，末端装置是供热或(和)供冷的设备3.1.2 热水采暖系统1.定义热水采暖系统即供热的全水系统2．分类按热媒分为热水采暖系统和蒸汽采暖系统3．相对蒸汽采暖系统，热水采暖系统的优缺点⑴优点①运行管理简单，维修费用低。

②热效率高，跑、冒、滴、漏现象轻，可比蒸汽供暖节能20％-40％③可采用多种调节方法，特别是可采用随室外温度变化改变采暖供、回水温度的质调节④供暖效果好连续供暖时，室内温度波动小房间温度均匀，无噪声，可创造良好的室内环境，增加舒适度⑤管道设备锈蚀较轻，使用寿命长⑵缺点①散热设备传热系数低，因此在相同供热量下，所需供暖设备②蒸汽采暖主要靠蒸汽冷凝时放出的汽化潜热；热水采暖靠水的温降在相同供热量下，热水为热媒时流量大，管径大，造价高③输送热媒消耗电能多4.适应范围是民用和公用建筑的主要采暖系统型式，也可用于工业建筑及其辅助建筑中3.1.3 全水空调系统1．定义全水空调系统中房间的冷负荷或热负荷全靠水来承担由于全水空调系统的末端装置为风机盘管，因此全水空调系统又称为全水风机盘管系统2．与其他空调系统相比，全水空调系统的优缺点⑴优点①由于水的比热比空气大得多，系统水量比全空气空调系统中的空气量小得多，输送能耗低，水管所占空间比风管小得多对现有建筑改造时，易于解决布管问题②可兼备集中供冷和供热的优点，同时各末端装置又有独立开关和调节的功能使用灵活方便，各个房间可单独开关、调节与控制，节省运行费用。

③各房间设末端装置处理空气，各房间之间的空气互不串通，避免了空气交叉污染，有利于保证室内空气品质④除冷、热源机房外，无其他空调机房，末端装置吊挂或靠墙安装，比全空气空调系统占用建筑面积少⑵缺点①比全空气空调系统运行维护量大②有冷却去湿功能，无加湿功能，靠门窗渗风或定期开窗来满足房间对新风的要求，不能解决房间有组织的通风换气问题③风机盘管运行时有噪声1．与热水采暖系统相比，有以下特点：⑴夏季供冷，冬季供热，热水采暖系统只能用于冬季供热；⑵室内空气强迫循环，室内温、湿度均匀，风机需要消耗功率，且有噪声；⑶管理、维修工作量比热水采暖系统要大；⑷比热水采暖系统造价高，如仅用于冬季采暖，热水采暖系统优于全水空调系统3.2全水系统的末端装置建筑物室内的供热或供冷设备处于能量输送系统的终端，称为末端装置常用末端装置有：散热器、暖风机、风机盘管等3.2.1 散热器散热器是采暖系统重要的、基本的组成部件水在散热器内降温向室内供热达到采的目的1.散热器性能评价指标(1)热工性能传热系数越高，其热工性能越好增大传热系数的途径：可采用增加外壁散热面、提高散热器周围空气流动速度、强化散热器外表面辐强度和减少散热器各部件间的接触热阻等。

2)经济指标单位散热量的成本(元/W)及金属耗量越低，其经济指标越好安装费用低、使用寿命越长，其经济性越好3)安装使用和工艺方面的要求具有一定的机械强度和承压能力安装组对简单便于安装和组合成所的散热面积尺寸较小，占用房间面积和空间少不易破损，制造加工简单、适于批量生产4)卫生和美观方面的要求散热器表面应光滑，方便和易于清除灰尘外形应美观，与房间装饰协调2．散热器的种类按传热方式分为：辐射散热器和对流散热器按材质分为：铸铁散热器、钢制散热器、铝合金散热器以及塑料散热器等1)铸铁散热器铸铁散热器用灰口铸铁浇铸而成优点：结构简单、耐腐蚀、使用命长、水容量大缺点：金属耗量大、笨重、金属热强度比钢制散热器低目国内应用较多的铸铁散热器有柱型和翼型①铸铁柱型散热器是由呈柱状的单片散热器，用对丝组对而成型式：四柱、二柱、五柱四柱散热器有：带足片与无足片，分别用于落地和挂墙安装特点：外形美观，传热系数较；单片散热量小，容易组对成所需散热面积，积灰较易清除型号标记：如：灰铸铁四柱散热器TZ4-5-5?灰铸铁四柱813型散热器，目前生产量大，作为非标型号保留型号标记：图3-1 常用铸铁散热器.(a)四柱散热器 (b)M132型散热器 (c)长翼型散热器 (d)圆翼型散热器②翼型散热器?型式：长翼型、圆翼型。

特点：翼型散热器铸造工艺简单，价格较低，但易积灰，单片散热面积较大，不易组对成所需供热面积，承压能力低型号标记：灰铸铁长翼型:如灰铸铁长翼型散热器：TC0.2/5-4灰铸铁圆翼型:如灰铸铁圆翼型散热器：TY0.75-6(4)(2)钢制散热器新型钢制散热器和光排管①新型钢制散热器1)型式柱型、板式、扁管式、串片式等a.钢制柱式散热器如图3-2(a)所示,其构造与铸铁柱型散热器相似制造时,将单片用气体氩弧焊焊成整体b.钢制板式散热器如图3-2(b)所示，由面板、背板、对流片、进出水接头等组成c.扁管型散热器如图3-2(c)所示，由长方形扁管平排成平面并在背面扁管两端加联箱焊成整体背面可点焊对流片d.钢串片散热器如图3-2(d)所示，由钢管套钢片制成该种散热器有：带罩和无罩两种 2）特点工艺先进，外形美观，适于工业化生产，产品多样化、系列化金属耗量少，安装简便，承压能力较高，占地面积小易腐蚀，供暖系统需进行水处理，非采暖期需满水养护钢制散热器水容量小，热惰性小②光排管散热器1）型式如图3-3所示，由钢管焊接而成2）特点承压能力高，较笨重，耗钢材量大，占地面积大易清除积灰，适用于灰尘较大的车间。

⑶铝合金和塑料散热器铝合金散热器：加工方便，重量轻，外形美观；造价较高，不如铸铁散热器耐用塑料散热器：可节省金属，耐腐蚀，但不能承受太高的温度和压力图3-2 常用钢制散热器(a)钢制校型散热器 (b)钢制板式散热器(c)钢板扁管散热器 (d)钢串片散热器图3-3 光排管散热器(a)用于热水采暖系统的光排管 (b)用于蒸汽采暖系统的光排管3．散热器的选择与布置(1)散热器的选择在工程设计中，散热器的选用应考虑：热工、经济、卫生和美观等四方面的基本要求①传热系数较大，其热工性能应满足采暖系统的要求②承受压力较大，所能承受的最大工作压力应大于采暖系统底层散热器的实际最大工作压力③外形美观，与室内装修协调，易于清扫④在产尘和对防尘要求较高的工业建筑中，应采用易于清除灰尘的散热器⑤在具有腐蚀性气体的生产厂房或相对湿度较大的车间、地下水为水源且水处理不佳时应用铸铁散热器2)散热器的布置①室内布置一般沿外墙布置，特别是沿外窗布置，也可以沿内墙布置a.沿外窗布置，如图3-4(a)所示布置特点：提高了外墙和窗下部的温度，减少了对人体的冷辐射，因而提高了房间的热舒适性布置在外窗下少占用室内使用面积并能阻止渗入室内的空气形成下降的冷气流，房间贴地面板处的空气温度较高。

b.内墙布置，如图3-4(b)所示布置特点：在某些场合下可减少管路系统的长度；沿人经常活动的房间地面流动的空气温度较低，降低舒适度；占用室内使用面积，影响家具及其他设施的布置；散热器上升气流中所含微尘附着于内墙表面，影响美观②楼梯间散热器应尽量布置在底层或下部各层不能置于两道外门之间，楼梯间底层等有冻结危险处的散热器应远离外门⑶散热器的安装有：明装和暗装①明装：易于清除灰尘，布置简单，有利散热②暗装：对房间装饰要求较高的民用、公用建筑或要防止烫伤和磕碰的场所可加装饰罩暗装加罩后散热器的散热量减少图3-4 散热器在室内的平面布置.(a) 置于外墙下 (b) 置于内墙下4．散热器的计算在设计条件下单位时间内散热器的散热量应等于房间需要的采暖设计热负荷当采暖设计热负荷、供暖系统型式及散热器选型确定后，即可决定散热器的面积、组数及每组的片数⑴散热器面积321)(βββR m t t k Q A -=(3-2)式中 A —散热器计算面积，m 2；Q —采暖设计热负荷，W ；k —散热器传热系数，W/(m2.℃)m t --散热器内热媒平均温度，℃；R t --室内空气温度，℃；β1—散热器的片数修正系数；β2—散热器的连接方式修正系数；β3—散热器的安装型式修正系数。

⑵散热器片对片式散热器，其片数可按下式计算：a An =式中 a--一片散热器的散热面积，m 2⑶散热器的连接方式 图3-6 散热器接管方式.(a)上进下出(同侧) (b)上进下出(异侧)(c)下进上出(异侧).(d)下进下出 (e)下进上出(同侧) (f)上进上出 散热器在系统中可以采用图3-6所示的6种连接方式连接方式不同时其外表面温度分布变化，使传热量发生变化 3.2.2 暖风机1．组成暖风机是由通风机、电动机和空气换热器组合而成的采暖机组2．风机型式轴流式和离心式轴流式风机常用于小型机组(见图3-7(a)、(b))；离心式风机常用于大型机组(见图3-7(c)、(d)3．热媒种类水和蒸汽4．布置方式暖风机直接安装在采暖房间内5．工作原理在风机作用下，室内空气由吸风口进入机组，流经空气换热器被加热，从出风口送入室内，并造成室内空气循环图3-7 暖风机(a)普通小型机组NC型 (b)顶吹式小型机组ZN型(c)普通大型机组NBL型 (d)柜式大型机组NLGS型1-风机 2-电动机 3-换热器 4-导流叶片 5-外壳6．特点优点：供热量大，占地小，启动快，能迅速提高室温缺点：风机运行时有噪声，如全部采用室内循环空气时，不能改善室内空气质量。

7．暖风机采暖方案⑴暖风机供给全部采暖耗热量，适用于气候比较温暖的地方； ⑵暖风机供给部分采暖耗热量，用散热器采暖系统维持最低室内温度(一般不得低于5℃，称为值班采暖)，其余热量由暖风机供给8．暖风机选择⑴暖风机台数设计暖风机采暖系统时，主要是确定暖风机的型号、台数及布置方案当空间较大时，为了使供暖场所室内温度和气流分布均匀，可选两台以上同型号的暖风机暖风机台数可用下式计算：qQ n β= (3-3) 式中 Q—要求暖风机提供的采暖热负荷，W ； β—暖风机的富裕系数，取β＝1.2—1.3；q—单台暖风机的实际散热量，W 暖风机的性能参数可查产品样本。